赤道儀的使用
天文望遠(yuǎn)鏡是收集天體輻射并能確定輻射源方向的天文觀測(cè)裝置,通常指有聚光和成像功能的天文光學(xué)望遠(yuǎn)鏡。觀測(cè)天體的重要手段,可以毫不夸大地說(shuō),沒(méi)有望遠(yuǎn)鏡的誕生和發(fā)展,就沒(méi)有現(xiàn)代天文學(xué)。隨著望遠(yuǎn)鏡在各方面性能的改進(jìn)和提高,天文學(xué)也正經(jīng)歷著巨大的飛躍,迅速推進(jìn)著人類(lèi)對(duì)宇宙的認(rèn)識(shí)。一套標(biāo)準(zhǔn)備置的天文望遠(yuǎn)鏡往往由望遠(yuǎn)鏡、赤道儀、腳架等部件組成,而望遠(yuǎn)鏡、腳架相信大家都見(jiàn)過(guò)。沒(méi)接觸過(guò)天文望遠(yuǎn)鏡的朋友,恐怕對(duì)赤道儀是最陌生的,因?yàn)樗彩翘煳闹刑赜械囊粋€(gè)東西。赤道儀是為了改進(jìn)地平式裝置的缺點(diǎn)而制作出來(lái)的。它的主要目的就是想克服地球自轉(zhuǎn)對(duì)觀星的影響。
要說(shuō)赤道儀,應(yīng)該先說(shuō)一下地平式的裝置。地平式的裝置很常見(jiàn),是一種具有兩根軸的支架,望遠(yuǎn)鏡裝在上面,可以很方便地調(diào)整指向的方向和高度。初學(xué)者使用地平式裝置找星應(yīng)該沒(méi)什么問(wèn)題:想看哪兒就指向哪兒好了!不知道要找的星的位置?看星圖好了,按圖索驥嘛。通過(guò)星圖找星是不是很困難?其實(shí)不難。當(dāng)然,前提就是你應(yīng)該熟悉全天的一些亮星較多或有指向功能的星座。比如小熊、大熊、天鵝、人馬、天蝎、天鷹、天琴、獵戶(hù)、飛馬、
仙女、天狼、獅子。通過(guò)已認(rèn)識(shí)的星座再去認(rèn)別的星座,難度會(huì)小很多。初學(xué)者在開(kāi)始認(rèn)星時(shí)最好找一個(gè)已經(jīng)認(rèn)識(shí)星座的朋友指導(dǎo)。
赤道儀使用時(shí)首先要將其極軸對(duì)準(zhǔn)北天極。(理想的情況下)完全對(duì)準(zhǔn)后,望遠(yuǎn)鏡對(duì)向任何的星星,赤緯都不需要再調(diào)整,只需要讓望遠(yuǎn)鏡在赤經(jīng)(或稱(chēng)時(shí)角)方向按星星的行進(jìn)速度勻速轉(zhuǎn)動(dòng),就可以讓這顆星一直保持在望遠(yuǎn)鏡的視場(chǎng)內(nèi)。這個(gè)速度就是每天360度(因?yàn)榈厍蛎刻燹D(zhuǎn)一圈嘛)。這就是所謂的自動(dòng)跟蹤。當(dāng)然,如果你使用的是手動(dòng)的赤道儀,你就得每隔一定時(shí)間調(diào)整一下赤經(jīng)(或時(shí)角)旋鈕,赤緯則無(wú)需調(diào)整(當(dāng)然這是理想狀況,如果極軸對(duì)得不夠準(zhǔn),還要適當(dāng)微調(diào)一下赤緯)。毋須同時(shí)調(diào)整兩個(gè)軸,便于跟蹤,這就是要使用赤道儀的根本原因
很多天文普及書(shū)籍會(huì)教大家通過(guò)計(jì)算時(shí)角來(lái)找星,而根據(jù)我的經(jīng)驗(yàn),真正做業(yè)余觀測(cè)時(shí)使用時(shí)角并不方便,因?yàn)榈孟人愠龊阈菚r(shí),還要知道你想觀測(cè)天體的赤經(jīng)赤緯值。加上時(shí)角盤(pán)的精度的問(wèn)題,這樣找星遠(yuǎn)不如用星圖直接找星方便。
所以,只有對(duì)于那種有固定底座、極軸已經(jīng)對(duì)準(zhǔn)的固定望遠(yuǎn)鏡,以及對(duì)星座很不熟悉的人,它才有優(yōu)勢(shì)(我在南京大學(xué)天文系的時(shí)候就是這么玩法,老師從不教怎么看星座。要看星?先算恒星時(shí),再算時(shí)角……哈哈,煩!所以天文系畢業(yè)的學(xué)生在天上找不到星座一點(diǎn)也不奇怪呀……)。
另外,直接用天文望遠(yuǎn)鏡找星的確是有點(diǎn)困難的,因?yàn)橹麋R的視場(chǎng)往往很小。所以天文望遠(yuǎn)鏡通常都有一個(gè)尋星鏡,它的視場(chǎng)比較大,用于輔助找星。當(dāng)然,如果有一架雙筒鏡幫忙,會(huì)輕松很多。這就是很多有經(jīng)驗(yàn)的愛(ài)好者建議初學(xué)者先買(mǎi)雙筒望遠(yuǎn)鏡的緣故。
赤道儀使用方法
追蹤因日周運(yùn)動(dòng)而移動(dòng)的天體,最簡(jiǎn)單的方法是使用赤道儀式臺(tái)架,確實(shí)比經(jīng)緯儀方便得多。只要明白了使用的要領(lǐng),作目視觀則或照相均會(huì)產(chǎn)生很好的效果。晚間的星空,以北天極和南天極聯(lián)機(jī)的自轉(zhuǎn)軸為中心,每日旋轉(zhuǎn)一次,稱(chēng)為日周運(yùn)動(dòng)。在赤道儀的臺(tái)架上,把極軸(或稱(chēng)赤經(jīng)軸)向北天極延長(zhǎng)(在南半球時(shí)向南天極),就能簡(jiǎn)單地追蹤星星的移動(dòng)。換句話說(shuō),讓赤道儀的極軸和地球的地軸平行,這個(gè)作業(yè)稱(chēng)為極軸調(diào)整,使用赤道儀時(shí)絕不能忘記,事先要與極軸對(duì)準(zhǔn)平。
赤道儀的臺(tái)架分為附有赤經(jīng)、赤緯微動(dòng)桿的,以及附裝極軸馬達(dá)追蹤式兩種。附有微動(dòng)桿的比經(jīng)緯臺(tái)的星星追蹤方便,但須連續(xù)手動(dòng)以便繼續(xù)追蹤,如果預(yù)算許可,最好是采用馬達(dá)追蹤式,會(huì)方便得多。必須調(diào)整赤道儀赤緯軸和極軸全體的平衡。如果平衡狀態(tài)調(diào)節(jié)良好,固定螺絲放松時(shí)鏡筒會(huì)靜止,赤道儀的運(yùn)轉(zhuǎn)就會(huì)很圓滑,使用起來(lái)很平穩(wěn)。
近年生產(chǎn)商在高級(jí)的赤道儀加進(jìn)了GOTO功能,使用者可以指令望遠(yuǎn)鏡自動(dòng)指向觀察目標(biāo)。但耗電量大,野外觀星時(shí)要攜帶大型蓄電池。
赤道儀的種類(lèi)有很多。業(yè)余天文愛(ài)好者最常用的赤道儀有兩種:分別是德國(guó)式及叉式赤道儀。德國(guó)式赤道儀適合折射、反射及折反射望遠(yuǎn)鏡。而叉式赤道儀一般配合折反射望遠(yuǎn)鏡使用。叉式赤道儀比德國(guó)式優(yōu)勝的是不須要平衡錘,減輕儀器重量,方便野外觀星。但是業(yè)余級(jí)數(shù)的叉式赤道儀穩(wěn)定性不及德國(guó)式赤道儀。博冠系列望遠(yuǎn)鏡用的赤道儀是德國(guó)式的赤道儀。